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- 2021-08-23 发布
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第9讲 水溶液中的离子平衡
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考点一 溶液的酸碱性和pH)
命题规律:
1.题型:选择题、填空题。
2.考向:(1)运用勒夏特列原理分析外因对电离平衡影响;
(2)pH的相关计算;
(3)电离常数的计算与应用
方法点拨:
1.熟悉“四条件”对弱电解质电离的影响
条件改变
影响
微粒浓度影响结果
电离程度
电离常数
浓度
加水
正向
移动
弱酸的H+、酸根离子浓度减小,OH-浓度增大;弱碱的OH-,金属离子(NH)浓度减小,H+浓度增大
增大
不变
加弱电
解质
正向
移动
弱电解质相应离子和弱电解质浓度均增大
减小
不变
加热
正向
移动
弱电解质分子浓度减小;弱电解质相应离子浓度增大
增大
增大
同离子效应
逆向
移动
弱电解质浓度增大,“同离子”浓度增大,相反电荷离子浓度减小
减小
不变
加入与弱电解质反应的物质
正向
移动
参与反应的离子浓度减小,其他离子浓度增大
增大
不变
2.对比区分影响水电离的因素
3.溶液的酸碱性及pH的本质
(1)(在任何温度下的)中性溶液中c(H+)=c(OH-)=,常温下中性溶液pH=7,温度升高时,中性溶液的pH<7。
(2)溶液pH的计算方法——先判断溶液的酸碱性
4.弱电解质的平衡常数特点与计算
(1)弱电解质(以弱酸HX为例)电离平衡常数
K=≈,对于多元酸,通常也是进行粗略计算的。
(2)同一弱电解质,K值只与温度有关,一般情况下,温度升高,K值增大;对于多元弱酸来说,其K1≫K2≫K3。
1.(1)下列说法正确的是( ADEF )
A.向C6H5ONa溶液中通入CO2溶液变浑浊,说明酸性:H2CO3>C6H5OH
B.室温下,稀释0.1 mol/L CH3COOH溶液,溶液的导电能力增强
C.已知常温下,Ka(HCOOH)=1.77×10-4,Ka(CH3COOH)=1.75×10-5,则用相同浓度的NaOH溶液分别滴定等体积pH均为3的HCOOH和CH3COOH溶液至终点,消耗NaOH溶液的体积相等
D.氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应,而亚硫酸可以,说明氢硫酸比亚硫酸的酸性弱
E.氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸,说明氢硫酸比亚硫酸的酸性弱
F.0.10 mol·L-1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1说明氢硫酸比亚硫酸的酸性弱
(2)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13,CO2主要转化为!!!__CO__ (写离子符号);若所得溶液c(HCO):c(CO)=2:1,溶液pH=__10__。(室温下,H2CO3的K1=4×10-7;K2=5×10-11)
(3)H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系分别如图1和图2所示。
①以酚酞为指示剂(变色范围pH 8.0~10.0),将NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中,当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为 OH-+H3AsO3===H2AsO+H2O 。
②H3AsO4第一步电离方程式H3AsO4??H2AsO+H+的电离常数为Ka1,则pKa1=__2.2__ (pKa1=-lgKa1 )。
突破点拨
(1)强酸与弱酸对比时注意两点:①二者是物质的量浓度相同,还是pH即c(H+)相同;②对比的问题是与c(H+)有关还是与能提供的n(H+)有关;
(2)涉及到电离常数,既可以用常规的计算方法解答,也可以根据图像中特殊点突破。
解析 (1)根据强酸制弱酸的原理可知选项A正确;稀释0.1 mol/L CH3COOH溶液时,溶液中离子浓度减小,所以导电能力减弱,选项B错误;pH均为3的HCOOH和CH3COOH溶液,醋酸浓度大,所以等体积的两种酸溶液进行中和滴定时,醋酸溶液消耗的NaOH溶液的体积大,选项C错误;氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应,而亚硫酸可以,体现强酸制备弱酸的规律,可说明亚硫酸的酸性比氢硫酸强,选项D正确;氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸,可说明亚硫酸的电离程度大,则亚硫酸的酸性强,选项E正确;0.10mol·L-1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1,可说明亚硫酸的电离程度大,酸性较强,选项F正确。(2)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13,因为得到溶液的碱性较强,所以CO2主要转化为碳酸根离子(CO)。若所得溶液c(HCO)∶c(CO)=2∶1,则根据第二步电离平衡常数K2===5×10-11,所以氢离子浓度为1×10-10 mol/L,pH=10。(3)①根据图知,碱性条件下H3AsO3的浓度减小、H2AsO浓度增大,说明碱和H3AsO3反应生成H2AsO,该反应为酸碱的中和反应,同时还生成水,离子方程式为:OH-+H3AsO3===H2AsO+H2O;②pH=2.2时,c(H+)=10-2.2 mol/L,c(H3AsO4)=c(H2AsO),所以Ka1=c(H+)=10-2.2 mol/L pKa1=-lgKa1=2.2。
【变式考法】
(1)磷精矿粉酸浸时发生反应:2Ca5(PO4)3(OH)+3H2O+10H2SO410CaSO4·0.5H2O+6H3PO4该反应体现出酸性关系:H3PO4__<__H2SO4(填“>”或“<”)
(2)H2S和SO2会对环境和人体健康带来极大的危害,工业上常采取用氨水除去SO2,已知25℃,NH3·H2O的Kb=1.8×10-5,H2SO3的Ka1=1.3×10-2,Ka2=6.2×10-8。若氨水的浓度为2.0 mol·L-1,则溶液中的c(OH-)=__6.0×10-3__mol·L-1。将SO2
通入该氨水中,当c(OH-)降至1.0×10-7 mol·L-1时,溶液中的c(SO)/c(HSO)=__0.62__。
(3)25℃时,两种酸的电离平衡常数如表:
K1
K2
H2SO3
1.3×10-2
6.3×10-8
H2CO3
4.2×10-7
5.6×10-11
某同学设计实验比较H2SO3和H2CO3的酸性强弱:将SO2和CO2气体分别通入水中至饱和,立即用酸度计测量两溶液的c(H+)。该实验设计不正确,错误在于__用于比较pH的两种溶液的物质的量浓度不相等。另一同学认为,可以通过测定相同物质的量浓度的盐溶液的pH,根据测得的pH大小,可以比较H2SO3和H2CO3的酸性强弱,你认为应该选择的盐是__B__。
A.Na2SO3和Na2CO3 B.NaHSO3和NaHCO3
C.Na2SO3和NaHCO3 D.NaHSO3和Na2CO3
解析 (1)根据强酸制弱酸的原理进行判断;(2)根据NH3·H2O的Kb=1.8×10-5可知,=1.8×10-5,当氨水的浓度为2.0 mol·L-1时,溶液中的c(OH-)=c(NH)==6.0×10-3mol·L-1。根据H2SO3的Ka2=6.2×10-8可知,=6.2×10-8,当c(OH-)降至1.0×10-7mol·L-1,则c(H+)=1.0×10-7mol·L-1,溶液中的c(SO)/c(HSO)=0.62。(3)要想通过比较H2SO3和H2CO3的pH来验证二者的酸性强弱,必需使二者的浓度相同,但是SO2和CO2气体溶解度不同,溶于水后的饱和溶液其浓度不相等,所以该实验设计不正确。要想通过测得盐溶液的pH来比较酸性强弱,第一,盐溶液浓度必须相同,第二,必须使用酸式盐。
2.电解质溶液电导率越大导电能力越强。常温下用0.100 mol·L-1盐酸分别滴定10.00 mL浓度均为0.100 mol·L-1的NaOH溶液和二甲胺[(CH3)2NH]溶液,常温Kb[(CH3)2NH·H2O)]=1.6×10-4(二甲胺在水中电离与氨相似)。利用传感器测得滴定过程中溶液的电导率如图所示。下列说法正确的是( C )
A.曲线①代表滴定二甲胺溶液的曲线
B.a点溶液中:c[(CH3)2NH]>c[(CH3)2NH·H2O]
C.d点溶液中:c(H+)=c(OH-)+c[(CH3)2NH·H2O]
D.b、d、e三点的溶液中,水的电离程度最大的是b点
解析 由于NaOH是强碱,二甲胺是弱碱,所以0.100 mol·L-1的NaOH溶液和二甲胺[(CH3)2NH]溶液导电能力前者大,所以①为NaOH的变化曲线 ,曲线②为(CH3)2NH·H2O的变化曲线,选项A、B错误;d点溶液中,根据质子守恒可以得出c(H+)=c(OH-)+c[(CH3)2NH·H2O],选项C正确;d点时恰反应,溶质为(CH3)2NH2Cl,该物质水解促进水的电离;而b点溶质为(CH3)2NH2Cl和(CH3)2NH·H2O,(CH3)2NH·H2O是碱抑制水的电离; e点溶质为(CH3)2NH2Cl和HCl,其中HCl抑制水的电离,所以d点水的电离程度最大,选项D错误。
3. (1)已知pH=2的正高碘酸(H5IO6)溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合,所得混合液显酸性;0.01 mol·L-1的碘酸(HIO3)溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合,所得混合液显中性。高碘酸电离方程式为H5IO6??H4IO+H+ 。
(2)三种弱酸HA、H2B、HC,电离常数为1.8×10-5、5.6×10-11、4.9×10-10、4.3×10-7(数据顺序已打乱),已知三种酸和它们的盐之间能发生以下反应:①HA+HB-(少量)===A-+H2B ②H2B(少量)+C-===HB-+HC ③HA(少量)+C-===A-+HC若H2B的Ka1=4.3×10-7,则HA酸对应的电离常数Ka=__1.8×10-5__ (根据已知数据填空)。
(3)联氨为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离反应的平衡常数值为__8.7×10-7_ (已知:N2H4+H+??N2H的K=8.7×107;Kw=1.0×10-14)。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为_N2H6(HSO4)2__。
(4)常温下,将a mol·L-1的醋酸与b mol·L-1 Ba(OH)2溶液等体积混合,充分反应后,溶液中存在2c(Ba2+)=c(CH3COO-),则该混合溶液中醋酸的电离常数Ka= Ka=mol/L (用含a和b的代数式表示)。
解析 (1)等体积相混时,pH=2的高碘酸溶液的n(H+)与pH=12的NaOH溶液中n(OH-) 相等,混合后显酸性,说明混合过程中,又电离出了部分氢离子,所以高碘酸是弱酸; 而0.01 mol·L-1的碘酸(HIO3)溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合时,恰好反应生成盐,由于所得混合液显中性,可见碘酸(HIO3)为强酸。(2)根据强酸制弱酸的原理,由反应H2B(少量)+C-===HB-+HC,可知酸性:H2B>HC>HB-,由HA+HB-(少量)===A-+H2B,可知酸性:HA>H2B,所以酸性强弱顺序是HA>H2B>HC>HB-,结合电离常数数据可知若H2B的Ka1=4.3×10-7,则HA的Ka=1.8×10-5;(3)N2H4的第一步电离的方程式为N2H4+H2O??N2H+OH-,则电离常数Kb====K·Kw=8.7×107×1.0×10-14=8.7×10-7。(4)根据2c(Ba2+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-), 由于c(CH3COO-)=2c(Ba2+)=b mol·L-1 ,所以c(H+)=c(OH-)溶液呈中性,Ka==。
溶液pH计算的一般思维模型
口诀:酸按酸(H+),碱按碱(OH-),酸碱中和求过量,无限稀释7为限。
考点二 酸碱中和滴定及“迁移”应用)
命题规律:
1.题型:选择题、填空题。
2.考向:(1)通过滴定曲线考查pH计算、离子浓度大小比较、水的电离程度比较;(2)通过滴定实验,考查操作要点、数据处理、误差分析等。
方法点拨:
1.实验仪器名称再熟悉,不写错
酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹(带铁架台)、锥形瓶
2.操作步骤再回想,脑海中回放一遍视频电影
(1)操作过程:检漏→洗涤→调零→滴定
(2)手眼分工:左手→控制活塞;右手→振摇锥形瓶;双眼→观察锥形瓶中颜色变化。
3.现象描述再默读
当滴入最后一滴×××××标准溶液后,溶液由×××××色变成×××××色(或溶液×××××色褪去),且半分钟内不变色。
4.指示剂选择再互考互答
滴定对象
指示剂选择
颜色变化
强酸滴定强碱
甲基橙
黄色变橙色
强碱滴定强酸
酚酞
无色变红色
强酸滴定弱碱
甲基橙
黄色变橙色
强碱滴定弱酸
酚酞
无色变粉红色
5.数据处理及误差分析
(1)数据处理:中和滴定要做平行试验,一般有三组数据要正确“取舍”,计算“平均”体积,一般舍去误差较大的实验数据;(2)误差分析:根据c待测=;c标准与V待测已确定,只要分析出不正确操作引起V标准的变化,即可分析出结果。
1.(1)下列说法中不正确的是__ABCDE__。
A.用标准HCl溶液滴定NaHCO3溶液来测定其浓度,选择酚酞为指示剂
B.298K时,在20.0mL 0.10mol氨水中滴入0.10mol的盐酸,应该选择酚酞作为指示剂
C.下图是室温下用0.1000 mol·L-1NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1000 mol·L-1某一元酸HX的滴定曲线,说明HX是一元强酸
D.在50 mL酸式滴定管中装入盐酸,调整初始读数为30.00 mL后,将剩余盐酸放入锥形瓶,量取20.00 mL盐酸
E.滴定达终点时,发现滴定管尖嘴部分有悬滴,则测定结果偏小
(2)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时,取50.00 mL葡萄酒样品,用0.010 00 mol·L-1的碘标准液滴定至终点,消耗10.00 mL。滴定反应的离子方程式为 S2O+2I2+3H2O===2SO+4I-+6H+ ;该样品中Na2S2O5的残留量为__0.128__g·L-1(以SO2计)。
(3)测定三草酸合铁酸钾K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾)晶体中铁的含量。
①称量m g样品于锥形瓶中,溶解后加稀H2SO4酸化,用c mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点。滴定终点的现象是__滴入最后一滴KMnO4溶液,溶液恰好变为粉红色,且半分钟内红色不消失_。
②向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后,过滤、洗涤,将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加稀H2SO4酸化,用c mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液V mL。该晶体中铁的质量分数的表达式为 ×100% 。
突破点拨
(1)中和滴定指示剂选择取决于恰好反应生成的盐溶液显性情况;
(2)滴定终点描述一定要抓住关键词:“最后一滴”“恰好变成××色”“
且半分钟不恢复原来颜色”。
解析 (1)HCl溶液滴定NaHCO3溶液恰好反应溶液显弱酸性(溶有二氧化碳),应该用甲基橙作指示剂,选项A错误;氨水与盐酸恰好中和显酸性,应该选用甲基橙作指示剂,选项B错误;根据滴定曲线起点可知 0.100 0 mol·L-1某一元酸HX溶液pH大于2,所以为弱酸,选项C错误;量取20.00 mL盐酸,滴定管起始液面只要在“0”及以下即可,50 mL刻度线以下至活塞尖嘴都存在溶液,放出溶液大于20.00 mL,选项D错误;滴定管尖嘴部分有悬滴,消耗的标准液体积读数偏大,结果偏大,选项E错误。(2)单质碘具有氧化性,能把焦亚硫酸钠氧化为硫酸钠,反应的方程式为S2O+2I2+3H2O===2SO+4I-+6H+;消耗碘的物质的量是0.000 1 mol,所以焦亚硫酸钠的残留量(以SO2计)是(0.000 1 mol×64 g/mol)/0.05 L=0.128 g/L。(3)①高锰酸钾氧化草酸根离子后红色褪色,所以滴定终点的现象是出现粉红色。②锌把铁离子还原为亚铁离子,酸性高锰酸钾溶液又把亚铁离子氧化为铁离子。反应中消耗高锰酸钾是0.001cV mol,Mn元素化合价从+7降低到+2,所以根据电子得失守恒可知铁离子的物质的量是0.005cV mol,则该晶体中铁的质量分数的表达式为×100%=×100%。
【变式考法】
(1)下列说法中正确的是__EF__。
A.如图表示中和滴定时某同学的一个操作,该操作是为了排除酸式滴定管内气泡
B.用碱式滴定管量取12.00 mL重铬酸钾溶液
C.常温下,用 0.100 0 mol·L-1 NaOH 标准溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 HCl溶液,滴定曲线如图,达到滴定终点时,用甲基橙作指示剂消耗NaOH溶液的体积比用酚酞多
D.实验测定酸碱滴定曲线时,要保证整个过程测试和记录pH的间隔相同
E.用已知浓度的NaOH溶液滴定未知浓度的醋酸,滴定管用水洗后,未用标准溶液润洗就装入标准溶液,会使测定结果偏高
F
.为了证明草酸为二元酸:用酚酞作指示剂用氢氧化钠溶液进行中和滴定,测定草酸与所消耗的氢氧化钠的物质的量的关系
(2)实验室有瓶混有泥沙的乙二酸样品,某化学兴趣小组利用这个氧化还原反应的原理来测定其含量:2MnO+5H2C2O4+6H+===10CO2↑+2Mn2++8H2O,具体操作为:
①配制250 mL溶液:准确称量5.000 g乙二酸样品,配成250 mL溶液。
②滴定:准确量取25.00 mL所配溶液于锥形瓶中,加少量硫酸酸化,将0.100 0 mol·L-1 KMnO4溶液装入__酸式__ (填“酸式”或“碱式”)滴定管,进行滴定操作。在实验中发现,刚滴下少量KMnO4溶液时,溶液紫红色并没有马上褪去。将锥形瓶摇动一段时间后,紫红色才慢慢消失;再继续滴加时,紫红色就很快褪色了,可能原因是__反应中生成的Mn2+起催化作用__;当__滴入最后一滴KMnO4溶液,溶液由无色变成浅紫色,且30_s不褪色,说明达到滴定终点。
③计算:重复上述操作2次,记录实验数据如下表。则消耗KMnO4溶液的平均体积为__20.00__mL,此样品的纯度为__90.00%__。(已知:H2C2O4的相对分子质量为90)
序号
滴定前读数
滴定后读数
1
0.00
20.01
2
1.00
20.99
3
0.00
21.10
④误差分析:下列操作会导致测定结果偏高的是!!!__AC__###(填字母)。
A.未用标准浓度的酸性KMnO4溶液润洗滴定管
B.滴定前锥形瓶有少量水
C.滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失
D.观察读数时,滴定前仰视,滴定后俯视
解析 (1)图中为碱式滴定管,选项A错误;重铬酸钾有强氧化性,能腐蚀碱式滴定管中的橡胶,选项B错误;用甲基橙作指示剂,则需要的NaOH溶液体积小,选项C错误;确定中和滴定曲线的实验中,接近恰好反应点的前后,要间隔更小,因为此时溶液的pH会变化更大,选项D错误;滴定管未用标准液润洗,会使消耗的标准液体积偏大,结果也就偏大,选项E正确;证明草酸为二元酸,应该让草酸完全反应,此时溶液显碱性,所以应该用酚酞作指示剂,选项F正确。(2)KMnO4溶液有强氧化性,能腐蚀碱式滴定管中橡胶,所以应该用酸式滴定管;H2C2O4与MnO反应产物产生的Mn2+对反应有催化作用;在进行中和滴定数据处理时,应该舍弃误差较大的实验数据,所以第3次读数误差较大,应该舍弃。ω(H2C2O4)=×100%=90.00%。④未用标准浓度的酸性KMnO4溶液润洗滴定管,标准液浓度偏低,消耗的KMnO4溶液体积偏大,测定结果偏高,选项
A正确;滴定前锥形瓶有少量水,对实验无影响,选项B错误;滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失,有部分标准液补充了气泡,使消耗的KMnO4溶液体积读数偏大,测定结果偏高,选项C正确;观察读数时,滴定前仰视,滴定后俯视,使消耗的KMnO4溶液体积读数偏小,测定结果偏低,选项D错误。
2.(1)取a g所得精制磷酸,加适量水稀释,以百里香酚酞作指示剂,用b mol·L-1NaOH溶液滴定至终点时生成Na2HPO4,消耗NaOH溶液c mL,精制磷酸中H3PO4的质量分数是 。(已知:H3PO4摩尔质量为98 g·mol-1)
(2)硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O,M=248 g·mol-1)可用作定影剂、还原剂。利用K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。测定步骤如下:
①溶液配制:称取1.200 0 g某硫代硫酸钠晶体样品,用新煮沸并冷却的蒸馏水在__烧杯__中溶解,完全溶解后,全部转移至100 mL的__容量瓶_中,加蒸馏水至__刻度__。
②滴定:取0.009 50 mol·L-1的K2Cr2O7标准溶液20.00 mL,硫酸酸化后加入过量KI,发生反应: Cr2O+6I-+14H+===3I2+2Cr3++7H2O。然后用硫代硫酸钠样品溶液滴定至淡黄绿色,发生反应:I2+2S2O===S4O+2I-。加入淀粉溶液作为指示剂,继续滴定,当溶液__蓝色褪去,半分钟不变蓝色__,即为终点。平行滴定3次,样品溶液的平均用量为24.80 mL,则样品纯度为__95.0__%(保留1位小数)。
解析 (1)滴定终点生成Na2HPO4,则消耗的H3PO4与NaOH物质的量之比为1∶2,n(H3PO4)=n(NaOH)=×b mol/L×c×10-3L= mol,m(H3PO4)= mol×98 g/mol= g=0.049bc g,精制磷酸中H3PO4的质量分数为。(2)①配制一定物质的量浓度的溶液,应该先称量质量,在烧杯中溶解,再转移至容量瓶,最后定容即可。所以过程为:将固体在烧杯中加水溶解,全部转移至100 mL容量瓶,加蒸馏水至刻度线。②淡黄绿色溶液中有单质碘,加入淀粉为指示剂,溶液显蓝色,用硫代硫酸钠溶液滴定溶液中的单质碘,滴定终点时溶液的蓝色应该褪去。根据题目的两个方程式得到如下关系式:Cr2O~3I2~6S2O,则配制的100 mL样品溶液中硫代硫酸钠的浓度c==0.04597 mol/L,含有的硫代硫酸钠为0.004597 mol,所以样品纯度为×100%=95.0%。
3.烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一,为了监测其含量,选用如下采样和检测方法。回答下列问题:
Ⅰ.采样
采样步骤:
①检验系统气密性;②加热器将烟道气加热至140℃;③打开抽气泵置换系统内空气;④采集无尘、干燥的气样;⑤关闭系统,停止采样。
NOx含量的测定:将V L气样通入适量酸化的H2O2溶液中,使NOx完全被氧化为NO,加水稀释至100.00 mL。量取20.00 mL该溶液,加入V1 mL c1 mol·L-1 FeSO4标准溶液(过量),充分反应后,用c2 mol·L-1 K2CrO7标准溶液滴定剩余的Fe2+,终点时消耗V2 mL。
(1)NO被H2O2氧化为NO的离子方程式是 2NO+3H2O2===2H++2NO+2H2O 。
(2)滴定操作使用的玻璃仪器主要有__锥形瓶、酸式滴定管。
(3)滴定过程中发生下列反应:3Fe2++NO+4H+===NO↑+3Fe3++2H2O、Cr2O+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O,则气样中NOx折合成NO2的含量为 ×104 mg·m-3。
(4)判断下列情况对NOx含量测定结果的影响(填“偏高” “偏低”或“无影响 ”)
若缺少采样步骤③,会使测定结果__偏低__。若FeSO4标准溶液部分变质,会使测定结果__偏高_。
解析 (1)NO被H2O2氧化为硝酸,所以反应的离子方程式为:2NO+3H2O2===2H++2NO+2H2O。(2)滴定中使用酸式滴定管(本题中的试剂都只能使用酸式滴定管)和锥形瓶。(3)用c2 mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2+,终点时消耗V2 mL,此时加入的Cr2O为c2V2/1000 mol;所以过量的Fe2+为6c2V2/1000 mol;则与硝酸根离子反应的Fe2+为(c1V1/1000-6c2V2/1000) mol;所以硝酸根离子为(c1V1/1000-6c2V2/1000)/3 mol;根据氮元素守恒,硝酸根与NO2的物质的量相等。考虑到配制100 mL溶液取出来20 mL进行实验,所以NO2为5(c1V1/1000-6c2V2/1000)/3 mol,质量为46×5(c1V1/1000-6c2V2/1000)/3 g,即230(c1V1-6c2V2)/3 mg。这些NO2是V L气体中含有的,所以含量为230(c1V1-6c2V2)/3V mg·L-1,即为1000×230(c1V1-6c2V2)/3V mg·m-3,所以答案为:×104 mg·m-3。(4)若缺少采样步骤③,装置中有空气,则实际测定的是烟道气和空气混合气体中NOx的含量,测定结果必然偏低。若FeSO4标准溶液部分变质,一定是部分Fe2+被空气中的氧气氧化,计算时仍然认为这部分被氧化的Fe2+是被硝酸根离子氧化的,所以测定结果偏高。
1.常见还原反应滴定指示剂选择及终点现象:
滴定
方式
还原剂
滴定
KMnO4
KMnO4
滴定
还原剂
I2滴定
还原剂
还原剂
滴定I2
铁盐滴定
还原剂
还原剂
滴定
铁盐
指示剂
不需要
不需要
淀粉
淀粉
KSCN
KSCN
终点时颜色变化
粉(浅)红色→无色
无色→粉(浅)红色
无色→蓝色
蓝色→无色
无色→红色
红色→无色
2.间接氧化还原滴定的电子守恒分析
考点三 盐类水解和溶液中离子浓度大小关系确定)
命题规律:
1.题型:选择题、填空题。
2.考向:(1)溶液酸碱性判断和比较; (2)生活生产科研中的应用(如工艺流程图中条件选择); (3)溶液中离子浓度大小比较及判断。
方法点拨:
1.盐类水解的规律
(1)谁弱谁水解,越弱越水解,谁强显谁性。
(2)弱酸的酸式盐溶液的酸碱性,取决于酸式酸根离子电离程度和水解程度的相对大小。
①若电离程度小于水解程度,溶液显碱性,如NaHCO3溶液。
②若电离程度大于水解程度,溶液显酸性,如NaHSO3溶液。
(3)相同条件下的水解程度:正盐>相应酸式盐 。
(4)相互促进水解的盐>单独水解的盐>水解相互抑制的盐。水解程度越大→消耗越多→存在越少。
2.盐类水解的应用
应用
举例
(1)加热促进水解方便生活
热的纯碱溶液去污力强(纯碱水解显碱性,在碱性条件下油脂水解,并不是纯碱和油脂直接反应)
(2)分析盐溶液的酸碱性、比较对应酸碱性强弱
等物质的量浓度的Na2CO3、NaHCO3溶液均显碱性,且碱性:Na2CO3>NaHCO3
(3)判断离子能否大量共存
Al3+和HCO因发生水解互促反应不能大量共存
(4)配制或贮存盐溶液方法
配制FeCl3溶液,要向FeCl3溶液中加入适量盐酸(不能将其直接溶于水中)
(5)胶体制备与作净水剂原理
铝盐、铁盐净水; 制备Fe(OH)3胶体
(6)化肥的使用禁忌
铵态氮肥不宜与草木灰混合使用
(7)泡沫灭火器的反应原理
Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑ 水解相互促进的结果
(8)无水盐制备的条件控制
由MgCl2·6H2O制MgCl2,在干燥的HCl气流中加热
(9)判断盐溶液蒸干的产物
将AlCl3[或Al(NO3)3、Fe(NO3)3、FeCl3]溶液蒸干灼烧得到的是Al2O3(或Fe2O3)而不是AlCl3[或Al(NO3)3、Fe(NO3)3、FeCl3]
(10)某些盐的分离除杂措施方法
为除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+,可在加热搅拌的条件下加入MgO、MgCO3或Mg(OH)2,过滤后再加入适量的盐酸
(11)盐溶液除锈原理解释
NH4Cl溶液除去金属表面的氧化物(NH水解显酸性)
3.“三大守恒”解决溶液中离子浓度大小比较
1.(1) 下列说法中正确的是( CE )
A.某温度下,一元弱酸HA的Ka越小,则NaA的Kh(水解常数)越小
B.)0.1 mol/L Na2CO3溶液加热后,溶液的pH减小
C.用可溶性的铝盐和铁盐处理水中的悬浮物
D.蒸发Al与稀盐酸反应后的溶液来制备无水AlCl3
E.配制氯化铁溶液时,将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释
(2)(双选)H2C2O4为二元弱酸,Ka1(H2C2O4)=5.4×10-2,Ka2 (H2C2O4)=5.4×10-5,设H2C2O4溶液中c(总)=c(H2C2O4)+c(HC2O) +c(C2O)。室温下用NaOH溶液滴定25.00 mL 0.100 0 mol·L-1 H2C2O4溶液至终点。滴定过程得到的下列溶液中微粒的物质的量浓度关系一定正确的是( AD )
A.0.100 0 mol·L-1 H2C2O4溶液:c(H+) =0.100 0 mol·L-1+c(C2O)+c(OH-)-c(H2C2O4)
B.c(Na+) =c(总)的溶液:c(Na+)>c(H2C2O4)>c(C2O)>c(H+)
C.pH=7的溶液:c(Na+)=0.100 0 mol·L-1+c(C2O)-c(H2C2O4)
D.c(Na+ ) =2c(总)的溶液:c(OH-)-c(H+)=2c(H2C2O4)+c(HC2O)
突破点拨
(1)盐溶液的配制、保存和蒸发都要注意考虑水解问题;
(2)蒸发溶液时能彻底水解的盐主要是水解产物中生成了挥发性的强酸,如硝酸和盐酸;
(3)多元弱酸的酸式盐的显性,主要取决于其水解程度与电离程度的相对大小。
解析 (1)酸的电离常数越小,则酸性越弱,对应的盐水解程度越大,水解常数越大,选项A错误;水解吸热,加热水解程度增大,碱性增强,选项B错误;铝盐和铁盐均可水解产生胶体,吸附水中的悬浮物,选项C正确;AlCl3易水解,溶液加热蒸发时,由于水解产生的HCl逸出,水解不断进行,会产生氢氧化铝,继续加热氢氧化铝分解,最后得到氧化铝,选项D错误;由于氯化铁极易水解,所以配制溶液时加入盐酸抑制其水解,选项E正确。(2)H2C2O4溶液中的电荷守恒为c(H+)=c(HC2O)+2c(C2O)+c(OH-),0.1000 mol·L-1 H2C2O4溶液中0.1000 mol/L=c(H2C2O4)+c(HC2O)+c(C2O),两式整理得c(H+)=0.1000 mol/L-c(H2C2O4)+c(C2O)+c(OH-),选项A正确;c(Na+)=c(总)时溶液中溶质为NaHC2O4,HC2O既存在电离平衡又存在水解平衡,HC2O水解的离子方程式为HC2O+H2O??H2C2O4+OH-,HC2O水解常数Kh=====1.85×10-13<c(H2C2O4),选项B错误; 滴入NaOH溶液后,溶液中的电荷守恒为c(Na+)+c(H+)=c(HC2O)+2c(C2O)+c(OH-),室温pH=7即c(H+)=c(OH-),则c(Na+)=c(HC2O)+2c(C2O)=c(总)+c(C2O)-c(H2C2O4),由于溶液体积变大,c(总)<0.100 0mol/L,c(Na+)<0.100 0 mol/L+c(C2O)-c(H2C2O4),选项C错误; c(Na+)=2c(总)时溶液中溶质为Na2C2O4,溶液中的电荷守恒为c(Na+)+c(H+)=c(HC2O)+2c(C2O)+c(OH-),物料守恒为c(Na+)=2[c(H2C2O4)+c(HC2O)+ c(C2O)],两式整理得c(OH-)-c(H+)=2c(H2C2O4)+c(HC2O),选项D正确 。
【变式考法】
(1)下列说法中正确的是!!!__ACEF__###。
A.已知HCN是极弱易挥发剧毒的酸,实验室配制KCN溶液时常将KCN溶解在KOH溶液中
B.偏铝酸钠和碳酸氢钠溶液相混,有白色沉淀产生是因为发生了双水解反应
C.由MgCl2·6H2O制备无水MgCl2,通常在氯化氢的气流中加热
D.为了比较HCN和碳酸的酸性强弱,可以用pH试纸测定相同物质的量浓度的KCN与Na2CO3溶液的pH
E.已知:H3PO4的Ka1=1.0×10-3 Ka2=1.7×10-5 Ka3=4.7×10-10,则KH2PO4和K2HPO4溶液分别显酸性和碱性
F.为了除去CuCl2溶液中的Fe3+,可在加热搅拌的条件下加入CuO、CuCO3或Cu(OH)2,过滤后再加入适量的盐酸
G.将CH3COONa溶液稀释,溶液中增大
(2) (双选)25℃时,下列有关溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是( AC )
A.0.1mol/L CH3COONa与0.1mol/L HCl溶液等体积混合:c(Na+)=c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(OH-)
B.0.1mol/L NH4Cl与0.1mol/L氨水等体积混合(pH>7):c(NH3·H2O)>c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)
C.0.1mol/L Na2CO3与0.1mol/L NaHCO3溶液等体积混合:c(Na+)=c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)
D.0.1mol/L Na2C2O4与0.1mol/L HCl溶液等体积混合(H2C2O4为二元弱酸):2c(C2O)+c(HC2O)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
解析 (1)由于HCN酸性极弱,所以KCN易水解产生HCN而使人中毒,因此加入KOH可抑制其水解,选项A正确;偏铝酸钠和碳酸氢钠均为弱酸盐,二者不能发生双水解,而是HCO电离出的氢离子与偏铝酸根离子结合,选项B错误;在氯化氢气流中加热,可抑制MgCl2·6H2O的水解,选项C正确; 应该选用测定等物质的量浓度的KCN和NaHCO3溶液,测定pH进行比较,选项D错误;判断酸式盐的酸碱性,应该看对应的酸根离子水解常数和电离常数的大小:如KH2PO4的电离常数为Ka2,水解常数为:Kw÷Ka1,所以KH2PO4和K2HPO4溶液分别显酸性和碱性,选项E正确;CuCl2溶液中CuO、CuCO3或Cu(OH)2,可促进Fe3+水解产生Fe(OH)3沉淀而除去,选项F正确;可将分子乘以c(H+)得:K÷Kw,由于常数只与温度有关,所以稀释不变,选项G错误。(2)0.1 mol/L CH3COONa与0.1 mol/L HCl溶液等体积混合,反应后溶质为等浓度的醋酸和NaCl,钠离子和氯离子不水解,则c(Na+)=c(Cl-),溶液显示酸性,氢氧根离子浓度较小,则c(CH3COO-)>c(OH-),溶液中正确的离子浓度大小为:c(Na+)=c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(OH-),选项A正确;0.1 mol/L NH4Cl与0.1 mol/L氨水等体积混合(pH>7),溶液呈碱性,说明一水合氨的电离程度大于铵根离子的水解程度,则c(NH)>c(NH3·H2O),结合物料守恒可得c(NH)>c(Cl-)>c(NH3·H2O),溶液中正确的离子浓度大小为:c(NH)>c(Cl-)>c(NH3·H2O)>c(OH-),选项B错误;0.1 mol/L Na2CO3与0.1 mol/L NaHCO3溶液等体积混合,根据物料守恒可得:c(Na+)=c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3),选项C正确;0.1 mol/L Na2C2O4与
0.1 mol/L HCl溶液等体积混合(H2C2O4为二元弱酸),恰好反应生成NaHC2O4,根据电荷守恒可知:2c(C2O)+c(HC2O)+c(Cl-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),选项D错误;
2.测定0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液先升温再降温过程中的pH,数据如下。
时刻
①
②
③
④
温度/℃
25
30
40
25
pH
9.66
9.52
9.37
9.25
实验过程中,取①④时刻的溶液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液做对比实验,④产生白色沉淀多。下列说法不正确的是( C )
A.Na2SO3溶液中存在水解平衡:SO+H2O??HSO+OH-
B.④的pH与①不同,是由于浓度减小造成的
C.①→③的过程中,温度和浓度对水解平衡移动方向的影响一致
D.①与④的Kw值相等
解析 Na2SO3是强碱弱酸盐,存在水解平衡:SO+H2O??HSO+OH-、HSO+H2O??H2SO3+OH-,选项A正确;取①④时刻的溶液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液,④产生白色沉淀多,说明实验过程中部分Na2SO3被氧化成Na2SO4,①与④温度相同,④与①对比,SO浓度减小,溶液中c(OH-)减小,④的pH小于①,B项正确;盐类水解为吸热过程,①→③的过程,升高温度SO水解平衡正向移动,c(SO)减小,水解平衡逆向移动,温度和浓度对水解平衡移动方向的影响相反,选项C错误;Kw只与温度有关,①与④温度相同,Kw值等,选项D正确。
3.(1)Na2S2O4溶液在空气中易被氧化,课题小组测定 0.05 mol·L-1Na2S2O4溶液在空气中pH变化如图:
0~t1段主要生成HSO,根据pH变化图,HSO的电离平衡__>__水解平衡(填“<”或“>”),课题小组推测Na2S2O4溶液在空气中易被氧化,0~t1发生离子反应方程式为 2S2O+O2+2H2O===4HSO 。t3时溶液中主要阴离子符号__SO_。
(2)25 ℃时,H2SO3??HSO+H+的电离常数Ka=1×10-2 mol·L-1,则该温度下NaHSO3水解反应的平衡常数Kh=__1×10-12__mol·L-1,若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,则溶液中将_增大__ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)AlCl3在溶液中分三步水解:Al3++H2O??Al(OH)2++H+ K1
Al(OH)2++H2O??Al(OH)+H+ K2
Al(OH)+H2O??Al(OH)3+H+ K3
以上水解反应的平衡常数K1、K2、K3由大到小顺序是__K1>K2>K3__。通过控制条件,以上水解产物聚合,生成聚合氯化铝,离子方程式为xAl3++yH2O??Alx(OH)+yH+,欲使平衡正向移动可采用的方法是(填字母) __bd__。
a.降温 b.加水稀释
c.加入NH4Cl d.加入NaHCO3
(4)对于易溶于水的正盐MnRm溶液,若pH>7,其原因是 Rn-+nH2O??HR(n-1)-+nOH- ;若pH<7,其原因是 Mm++mH2O??M(OH)m+mH+ 。(用离子方程式说明)
解析 (1)Na2S2O4溶液在空气中易被氧化生成亚硫酸氢钠,则0~t1段发生离子反应方程式为 2S2O+O2+2H2O===4HSO。0~t1段主要先生成HSO,溶液显酸性,HSO的电离程度大于水解程度,t3时溶液的pH=1,说明溶液的酸性较强,因此亚硫酸氢钠被氧化为硫酸氢钠,则溶液中主要阴离子符号是SO。(2)Ka=,Kh====1×10-12 mol·L-1。HSO+H2O??H2SO3+OH-,当加少量I2时,发生I2+HSO+H2O===2I-+3H++SO。根据Kh=,由于c(OH-)减小,而Kh不变,所以增大。(3)Al3+进行分步水解,水解程度如同多元弱酸根的水解,水解程度第一步大于第二步,第二步大于第三步,故水解反应平衡常数的大小关系为K1>K2>K3。盐类的水解是吸热反应,降温使平衡逆向移动;越稀越水解,加水稀释,可以促进水解平衡正向移动;NH4Cl溶于水呈酸性,使水解平衡逆向移动;NaHCO3与H+反应,使水解平衡正向移动,故可以采用的方法是b、d。(4)pH>7,说明该盐一定是弱酸盐,故一定发生酸根离子的水解;pH<7,说明该盐一定是弱碱盐,故一定发生弱碱阳离子的水解。
判断离子浓度大小关系式思路程序
→→→→
→
考点四 沉淀的溶解平衡和Ksp的应用
命题规律:
1.题型:选择题、填空题。
2.考向:(1)Ksp进行有关计算;(2)溶解平衡曲线分析;(3)沉淀滴定 (4)与沉淀平衡有关的实验方案的设计与评价
方法点拨:
1.识别外部条件影响沉淀溶解平衡的方向和程度
2.熟练Ksp的应用及计算技能技巧
(1)应用Ksp和Qc判断溶液状态性质:
①Qc>Ksp:溶液过饱和,有沉淀析出
②Qc=Ksp:溶液饱和,处于平衡状态
③QcKsp(AgI)
B.向含有ZnS和Na2S的悬浊液中滴加CuSO4溶液,生成黑色沉淀,说明;Ksp(CuS)>10-3 mol/L,pH>11,SO与Ca2+结合形成微溶物CaSO4,不利于CaO溶解除去。(4)根据分析可知,AgNO3不足,NaCl过量,通过过量的NaCl可求出溶液中的c(Cl-),通过AgCl的Ksp可以求出c(Ag+)≈3.2×10-
8mol/L,再通过AgI的Ksp可以求出溶液中c(I-)。
2.一种测定水样中溴离子的浓度的实验步骤如下:
①向锥形瓶中加入处理后的水样25.00mL,加入几滴NH4Fe(SO4)2溶液。
②加入V1mL c1mol·L-1 AgNO3溶液(过量),充分摇匀。
③用c2mol·L-1KSCN标准溶液进行滴定,至终点时消耗标准溶液V2mL 。
[已知:Ksp(AgBr)=7.7×10-13,Ag++SCN-===AgSCN(白色)↓,Ksp(AgSCN)=1×10-12]下列说法不正确的是( B )
A.滴定终点时,溶液变为红色
B.该滴定法需在碱性条件下进行
C.AgBr(s)+SCN-??AgSCN(s)+Br-(aq)的平衡常数K=0.77
D.该水样中溴离子浓度为:c(Br-)=(c1V1-c2V2)/25.00 mol/L
解析 在沉淀滴定中,标准液先与待测物反应,再与指示剂反应,所以SCN-先与Ag+成AgSCN沉淀,当Ag+完全沉淀后,再与Fe3+反应生成Fe(SCN)3,使溶液变为红色,选项A正确;在碱性条件下Fe3+生成氢氧化铁沉淀,选项B错误;AgBr(s)+SCN-??AgSCN(s)+Br-(aq)的平衡常数K==0.77,选项C正确;根据V1 mL c1 mol·L-1 AgNO3与水样中溴离子和V2 mL c2 mol·L-1 KSCN恰好反应可以求出c(Br-)=(c1V1-c2V2)/25.00 mol/L,选项D正确。
3.根据题目提供的溶度积数据进行计算并回答下列问题:
(1)已知25 ℃时,Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12;酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如下:
pH
<8.0
8.0~9.6
>9.6
颜色
黄色
绿色
蓝色
25 ℃时,在Mg(OH)2饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂,溶液的颜色为__蓝色__。
(2)向50 mL 0.018 mol·L-1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 mol·L-1的盐酸,生成沉淀。已知该温度下AgCl的Ksp=1.0×10-10,忽略溶液的体积变化,请计算:
①完全沉淀后,溶液中c(Ag+)=__1.0×10-7_mol·L-1_。
②完全沉淀后,溶液的pH=__2_。
③如果向完全沉淀后的溶液中继续加入50 mL 0.001 mol·L-1的盐酸,是否有白色沉淀生成?__否__ (填“是”或“否”)。
(3)在某温度下,Ksp(FeS)=6.25×10-18,FeS饱和溶液中c(H+)与c(S2-)之间存在关系:c2(H+)·c(S2-)=1.0×10-22,为了使溶液里c(Fe2+) 达到1 mol·L-1,现将适量FeS投入其饱和溶液中,应调节溶液中的c(H+)约为__4×10-3_mol·L-1__。
解析 (1)设Mg(OH)2饱和溶液中c(OH-)为x mol·L-1,则0.5x3=5.6×10-12,x>1×10
-4,c(H+)<1×10-10 mol·L-1,pH>10,溶液为蓝色。(2)①反应前,n(Ag+)=0.018 mol·L-1×0.05 L=0.9×10-3 mol,n(Cl-)=0.020 mol·L-1×0.05 L=1×10-3 mol;反应后剩余的Cl-为0.1×10-3 mol,则混合溶液中,c(Cl-)=1.0×10-3 mol·L-1,c(Ag+)=Ksp(AgCl)/c(Cl-)=1.0×10-7 mol·L-1。②由于H+没有参与反应,完全沉淀后,c(H+)=0.010 mol·L-1,pH=2。③因为加入的盐酸中c(Cl-)和反应后所得溶液中的c(Cl-)相同,c(Cl-)没有改变,但是体积增大,c(Ag+)变小,所以Qc=c(Ag+)·c(Cl-)<Ksp(AgCl),没有沉淀产生。(3)c(Fe2+)=1 mol·L-1,根据Ksp(FeS)得:c(S2-)==6.25×10-18mol·L-1,根据c2(H+)·c(S2-)=1.0×10-22得:c(H+)==4×10-3 mol·L-1。
沉淀—溶解平衡的易错易混点
(1)误认为Ksp小的难溶物不可以转化为Ksp大的难溶物。其实不一定,如将BaSO4置于饱和Na2CO3溶液中就可以转化为BaCO3。这是因为沉淀的生成与溶解主要取决于一定温度下Qc和Ksp的大小关系,只要满足Qc>Ksp,则就向着生成该沉淀的方向进行。
(2)误认为难溶电解质的Ksp数值越小,表明在水中的溶解度就越小。其实只有在难溶电解质化学式结构类型相同时,上述说法才成立。
(3)误认为溶液相混时体积变化对离子浓度无影响,错用混合前离子浓度进行Ksp的相关计算。
(4)误认为含有沉淀的溶液中,阴阳离子浓度一定符合化学式中的比例关系。事实上含有沉淀的溶液,有很多种可能的形成途径,如果形成的时候阴阳离子浓度不符合化学式中的比例关系,则最后溶液中阴阳离子浓度也不符合化学式中的比例关系。
享资源 练类题 弯道超越显功力
电解质溶液中的图像问题
考向预测
近年来涉及电解质溶液中图像试题在高考试题中频繁出现,已成为每年必考的一种题型,较好体现对学生观察分析能力、计算能力、识图能力以及化学思维的综合考查,也体现了化学核心素养的要求
解决关键
(1)电解质溶液稀释曲线:先要看清电解质的成分类型是酸碱还是盐,然后从平衡移动角度分析稀释过程中的各物理量(离子浓度、导电能力等)的变化;
(2)中和滴定曲线:注意滴定方式、起点与终点位置、滴定突变范围的情况;
(3)溶解平衡曲线:注意横纵坐标意义、曲线走向、图中关键点的数据
失分防范
(1)电解质溶液稀释图:①酸(碱)性溶液稀释后,酸(碱)性会减弱发生量变,但不会发生酸性变碱性等质变;②稀释相同的倍数,溶液的pH
变化情况与溶质的成分相关:强酸强碱,一般稀释10n倍,pH会改变n个单位,但是弱酸弱碱以及水解的盐,pH变化较慢;
(2)中和滴定曲线图:①起点的pH和滴定终点pH与酸碱强弱相关;②滴定突跃范围与酸碱强弱相关:酸碱越强,跳跃范围越大;③酸碱用量已知的点:可根据物料守恒对微粒浓度大小关系进行分析判断;
(3)溶解平衡曲线图:①明确横纵坐标意义;②曲线上的点均为饱和溶液,可据此由关键点确定Ksp;③曲线上、下方的点对应的Qc与Ksp比较,判断能否析出沉淀或溶液不饱和
【预测】 (1)一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力变化曲线如图所示, a,b,c三点水的电离程度从大到小的顺序为: __________,pH从大到小的顺序为: __________。
(2)室温下,用相同浓度的NaOH溶液,分别滴定浓度均为0.1 mol·L-1的三种酸(HA、HB和HD)溶液,滴定的曲线如图所示,下列判断错误的是( )
A.三种酸的电离常数关系:KHA>KHB>KHD
B.滴定至P点时,溶液中:c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH-)
C.pH=7时,三种溶液中:c(A-)=c(B-)=c(D-)
D.当中和百分数达100%时,将三种溶液混合后:c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)-c(H+)
(3)已知298 K时,Ksp(NiS)=1.0×10-21,Ksp(NiCO3)=1.0×10-7 ;p(Ni)=-lgc(Ni2+),p(B)=-lg c(S2-)或-lg c(CO)。在含物质的量浓度相同的Na2S和Na2CO3的混合溶液中滴加Ni(NO3)2溶液产生两种沉淀,溶液中阳离子、阴离子浓度关系如图所示。
下列判断不正确的是( )
A.常温下NiCO3的溶解度大于NiS的溶解度
B.向d点对应的溶液中加入对应阴离子的钠盐,d点向b点移动
C.对于曲线I,在b点加热,b点向c点移动
D.P为3.5且对应的阴离子是CO
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(1)导电能力→离子浓度→pH;(2)起点→酸性强弱;中和百分数→加入物质的量的关系→物料守恒依据; (3)曲线上的点→平衡点:存在Qc=Ksp;条件改变时点的移动→根据改变条件时离子浓度大小变化→ 点在横纵两个方向的变化。
规范答题:(1)加水稀释,弱电解质本身电离程度增大,醋酸电离程度从大到小的顺序为:cba,导电能力越大,离子浓度越大,抑制水的电离能力越大;即水的电离程度越小,水的电离程度即c>a>b,导电能力越强,c(H+)越大,pH越小,故pH由小到大为:bKHB>KHD,选项A正确;滴定至P点时溶质为等物质的量浓度的HB和NaB,溶液显酸性,HB的电离程度较小但大于NaB的水解程度,因此c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH-) ,选项B正确;pH=7时,加入的氢氧化钠的体积不同,三种溶液中阴离子浓度分别等于钠离子浓度但不相等,选项C错误;混合溶液的质子守恒关系式变形为,c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)-c(H+),选项D正确 。 (3)常温下Ksp(NiS)a>b c>a>b (2)C (3)C
【变式考法】
(1)改变0.1 mol·L-1二元弱酸H2A溶液的pH,溶液中的H2A、HA-、A2-的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示。
下列叙述错误的是( D )
A.pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-)
B.lg[K2(H2A)]=-4.2
C.pH=2.7时,c(HA-)>c(H2A)=c(A2-)
D.pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-)=c(H+)
(2)用0.100 mol·L-1 AgNO3滴定50.0 mL 0.050 0 mol·L-1 Cl-溶液的滴定曲线如图所示。下列有关描述错误的是( C )
A.根据曲线数据计算可知Ksp(AgCl)的数量级为10-10
B.曲线上各点的溶液满足关系式c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgCl)
C.相同实验条件下,若改为0.040 0 mol·L-1 Cl-,反应终点c移到a
D.相同实验条件下,若改为0.050 0 mol·L-1 Br-,反应终点c向b方向移动
解析 (1)由图像可知pH=1.2时,H2A与HA-的曲线相交,则c(H2A)=c(HA-),选项A正确;pH=4.2时,c(H+)=10-4.2mol/L,c(HA-)=c(A2-),K2(H2A)==10-4.2,则lg[K2(H2A)]=-4.2,选项B正确;由图像可知,pH=2.7时,c(H2A)=c(A2-),由纵坐标数据可知c(HA-)>c(H2A)=c(A2-),选项C正确;pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-),但此时c(H2A)≈0,如体积不变,则c(HA-)=c(A2-)=0.05 mol·L-1,c(H+)=10-4.2mol/L,如体积变化,则不能确定c(HA-)、c(A2-)与c(H+)浓度大小关系,选项D错误。(2)由于发生的离子反应为:Ag++Cl-===AgCl↓,可见加入25 mL硝酸银溶液时二者恰好反应,此时的c(Ag+)=c(Cl-),由图可知此时的c(Cl-)=10-4.7 左右,所以Ksp的数量级为10-10 ,选项A正确;曲线上的点意味着产生了沉淀,所以c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp,选项B正确;相同实验条件下,改用0.0400 mol/L的Cl-,恰好完全反应时,需要的硝酸银溶液体积小于20 mL,所以c点不是移到a点,选项C错误;如果换成0.050 0 mol/L的Br-,由于溴化银溶解度更小,所以达到终点时溶液中的c(Br-)要小于图中c点的c(Cl-),所以点应该往上移动,选项D正确。
对点特训(九) 水溶液中的离子平衡
1.室温下,下列事实不能说明NH3·H2O为弱电解质的是( D )
A.0.1 mol·L-1NH3·H2O的pH小于13
B.0.1 mol·L-1NH4Cl的pH小于7
C.相同条件下,浓度均为0.1 mol·L-1NaOH溶液和氨水,氨水的导电能力弱
D.0.1 mol·L-1NH3·H2O能使无色酚酞试液变红色
解析 0.1 mol·L-1NH3·H2O的pH小于13,则溶液中c(OH-)<0.1 mol/L,所以c(OH-)<c(NH3·H2O),选项A说明NH3·H2O部分电离,为弱电解质;0.1 mol·L-1NH4Cl的pH小于7显酸性,选项B说明NH4Cl是强酸弱碱盐,则证明NH3·H2O是弱电解质;相同条件下,浓度均为0.1 mol·L-1NaOH溶液和氨水,氨水的导电能力弱,选项C说明NH3·H2O部分电离,为弱电解质;0.1 mol·L-1NH3·H2O能使无色酚酞试液变红色,选项D说明NH3·H2O显碱性,则不能证明NH3·H2O是弱电解质。
2.25 ℃时,下列有关电解质溶液的说法正确的是( B )
A.将Na2CO3溶液用水稀释后,pH变大,Kw不变
B.向有AgCl固体的饱和溶液中加少许水,c(Ag+)和Ksp(AgCl)都不变
C.pH=4.75浓度均为0.1 mol/L的CH3COOH、CH3COONa混合溶液中:
c(CH3COO-)+c(OH-)Kb (NH3·H2O),所以NH4Cl水解程度大于HCOONa,所以NH4Cl溶液中的c(OH-)小于HCOONa溶液中的c(H+),所以2{c(Na+)+c(H+)}>2{c(Cl-)+c(OH-)},选项A正确;酸和碱抑制水的电离,水解的盐促进水的电离,强酸强碱的正盐对水的电离既不抑制也不促进,所以③ 既不促进也不抑制,① 、② 、④ 、⑤对水的电离都抑制;由于酸和碱中c(H+)或c(OH-)越大,水的电离程度越小,因为醋酸铵溶液显中性,所以CH3COOH和NH3·H2O电离程度相当,因此0.05 mol/L CH3COOH中c(H+)大于0.001 mol/L NH3·H2O中c(OH-),因此水电离出来的氢离子浓度⑤>②>①>④,选项B正确;先从物质组成可知:c(NH)可分三个档次:最多的是(NH4)3PO4;其次是(NH4)2Fe(SO4)2、(NH4)2SO4、(NH4)2CO3;最后为:NH4HSO4、NH4HCO3、NH4Cl,由于水解NH+H2O??NH3·H2O+H+,在(NH4)2Fe(SO4)2、(NH4)2SO4、(NH4)2CO3中Fe2+抑制NH水解,CO促进NH水解,所以三者中,(NH4)2Fe(SO4)2溶液中c(NH)最大,(NH4)2CO3溶液中c(NH)最小;HSO电离的H+对NH 水解有抑制作用,HCO对NH的水解起促进作用,NH4Cl正常水解,c(NH )从大到小的顺序:NH4HSO4、NH4Cl 、NH4HCO3,选项C正确;NaHC2O4溶液显弱酸性,说明HC2O的电离程度大于水解程度,因此c(C2O)>c(H2C2O4),选项D错误。
4.锶(Sr)元素与钡(Ba)元素化学性质相似。已知25 ℃时,Ksp(SrSO4)=2.5×10-7;Ksp(SrCO3)=2.5×10-9。下列说法不正确的是( C )
A.SrSO4(s)+CO(aq)??SrCO3(s)+SO(aq)反应的平衡常数K=100
B.向SrCO3饱和溶液中加入等体积0.1 mol/L的Na2SO4溶液,产生沉淀
C.SrSO4的溶解度是SrCO3溶解度的100倍
D.用盐酸可检验硫酸锶是否完全转化成碳酸锶
解析 据平衡常数K===100,选项A正确;SrCO3饱和溶液中加入等体积硫酸钠溶液后,溶液中:c(Sr2+)=2.5×10-5 mol/L,c(SO)=5×10-2 mol/L,c(Sr2+)·c(SO)=1.25×10-6>2.5×10-7,有沉淀产生,选项B正确;溶解度为100 g水中最多能溶解溶质的质量,则有m(SrSO4)=·V·M(SrSO4),m(SrCO3)=·V·M(SrCO3),其中V表示100 g水的体积,硫酸锶的Ksp等于碳酸锶的100倍,且硫酸锶的摩尔质量大于碳酸锶,选项C错误;碳酸锶能溶解于盐酸中,而硫酸锶不能,若完全溶解,则无硫酸锶,说明硫酸锶完全转化为碳酸锶;若不能完全溶解,则固体中含有硫酸锶,选项D正确。
5.常温下,用0.1 mol/L的NaOH溶液滴定相同浓度的一元弱酸HA 20 mL,滴定过程中溶液的pH随滴定分数(滴定分数=)的变化曲线如图所示(忽略中和热效应)
,下列说法不正确的是( C )
A.HA溶液加水稀释后,溶液中c(HA)/c(A-)的值减少
B.当滴定分数为1时,溶液中水的电离程度最大
C.当滴定分数大于1时,溶液中离子浓度关系一定是c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
D.当滴定分数为x时,HA的电离常数为K(HA)=10-7x/(1-x)
解析 在弱酸HA溶液中存在电离平衡:HA??H++A-,加水稀释,平衡正向移动,c(HA)减小的倍数大于c(A-),稀释后,溶液中的值减小,选项A正确;当滴定分数为1时,二者恰好完全反应,溶液中的溶质为NaA,属于强碱弱酸盐,促进水的电离,故当滴定分数为1时,溶液中水的电离程度最大,选项B正确;当滴定分数大于1时,溶液中离子浓度关系一定是c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+),也可能c(Na+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+),选项C错误;HA的电离常数K(HA)==,选项D正确。
6.25 ℃时,向100 mL 0.01 mol·L-1的NaHA溶液中分别加入浓度均为0.01 mol·L-1的NaOH溶液和盐酸,混合溶液的pH随所加溶液体积的变化如图所示(忽略过程中的体积变化)。下列说法不正确的是( C )
A.25 ℃时,H2A的第二步电离平衡常数约为10-6
B.水的电离程度:N>M>P
C.随着盐酸的不断滴入,最终溶液的pH小于2
D.P点时溶液中存在:2c(H2A)+c(HA-)+c(H+)=c(OH-)+c(Na+)+c(Cl-)
解析 由题给图像可知,25 ℃时,100 mL 0.01 mol·L-1NaHA溶液的pH为4,说明HA-电离出的c(H+)=c(A2-)=10-4 mol·L-1,则H2A的第二步电离平衡常数K=≈=10-6,选项A正确;M点时溶液中的溶质为NaHA和Na2A,pH=7,水的电离既不得到促进也不受到抑制,N点时溶液中的溶质为Na2A,A2-的水解能够促进水的电离,P点溶液的溶质为NaCl和H2A,H2A的电离会抑制水的电离,故水的电离程度:N>M
>P,选项B正确;加入的盐酸的浓度为0.01 mol·L-1,pH=2,随着盐酸的不断滴入,最终溶液的pH能无限接近2但不会小于2,选项C错误;P点时溶液中的溶质为等物质的量的NaCl和H2A,由电荷守恒得:c(H+)+c(Na+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(Cl-)+c(OH-),由物料守恒得:c(Na+)=c(A2-)+c(HA-)+c(H2A),两式联立消去c(A2-)可得:c(HA-)+2c(H2A)+c(H+)=c(Na+)+c(Cl-)+c(OH-),选项D正确。
7.常温下将NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是( D )
lg或lg
A.Ka2(H2X)的数量级为10-6
B.曲线N表示pH与lg 的变化关系
C.NaHX溶液中c(H+)>c(OH-)
D.当混合溶液呈中性时,c(Na+)>c(HX-)>c(X2-)>c(OH-)=c(H+)
解析 H2X为二元弱酸,以第一步电离为主,则Ka1(H2X)>Ka2(H2X),酸性条件下,则pH相同时,>,由图像可知N为lg的变化曲线,M为lg的变化曲线,选项B正确;当lg=0时,=1,此时pH≈5.4,则Ka2(H2X)≈10-5.4,可知Ka2(H2X)的数量级为10-6,选项A正确;由图像可知,当lg=0时,即c(HX-)=c(X2-),此时pH≈5.4,可知HX-电离程度大于X2-水解程度,则NaHX溶液呈酸性,溶液中c(H+)>c(OH-),选项C正确;由图像可知,当pH=7时,lg>0,则c(X2-)>c(HX-),选项D错误。
8.在T ℃时,铬酸银(Ag2CrO4)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法中不正确的是( C )
A.T ℃时,在Y点和Z点,Ag2CrO4的Ksp相等
B.向饱和Ag2CrO4溶液中加入固体K2CrO4不能使溶液由Y点变为X点
C.T ℃时,Ag2CrO4的Ksp为1×10-8
D.图中a=×10-4
解析 一种物质的Ksp只与温度有关,选项A正确;向饱和Ag2CrO4溶液中加入固体K2CrO4后,沉淀溶解平衡向左移动,导致c(Ag+)减小,而图像中由Y点变成X点的过程中,c(Ag+)保持不变,选项B正确;T ℃时,Ag2CrO4的Ksp=c(CrO)·c2(Ag+)=(1×10-5)×(1×10-3)2=1×10-11,选项C错误;温度不变Ksp=c(CrO)·c2(Ag+)=(1×10-5)×(1×10-3)2=a2×5×10-4,解得a=×10-4,选项D正确。
9.已知碳酸、次氯酸的电离常数如表所示,下列有关说法正确的是( C )
H2CO3
Ki1=4.4×10-7
Ki2=4.7×10-11
HClO
Ki=3.2×10-8
A.同一温度下,相同浓度的溶液的pH∶NaClO>Na2CO3>NaHCO3
B.往次氯酸钠溶液中通入少量二氧化碳:2ClO-+CO2+H2O===CO+2HClO
C.常温下,pH=8的NaHCO3溶液中:c(H2CO3)-c(CO)=9.9×10-7mol·L-1
D.物质的量浓度之比为1∶2的NaClO和NaHCO3的混合溶液中:c(HClO)+c(ClO-)=2c(HCO)+2c(H2CO3)+2c(CO)
解析 酸性:H2CO3>HClO>HCO,则相同浓度时溶液的pH:NaHCO3<NaClO<Na2CO3,选项A错误;往次氯酸钠溶液中通入少量二氧化碳,发生反应的离子方程式为:ClO-+CO2+H2O===HCO+HClO,选项B错误;根据电荷守恒,NaHCO3溶液中存在:①c(Na+)+c(H+)=2c(CO)+c(OH-)+c(HCO),根据物料守恒,NaHCO3溶液中存在:②c(Na+)=c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3),由①-②可得:c(H+)=c(CO)+c(OH-)-c(H2CO3),则c(H2CO3)-c(CO)=c(OH-)-c(H+)=10-6mol·L-1-10-8mol·L-1=9.9×10-7mol·L-1,选项C正确;根据物料守恒,物质的量浓度之比为1∶2的NaClO和NaHCO3的混合溶液中存在:2c(HClO)+2c(ClO-)=c(HCO)+c(H2CO3)+c(CO),选项D错误。
10.25 ℃时,0.1 mol Na2CO3与盐酸混合所得的一组体积为1 L的溶液,溶液中部分微粒与pH 的关系如下图所示。下列有关叙述正确的是( C )
A.b点所示的溶液中:c(Na+)+c(H+)=2c(CO)+c(OH-)+c(Cl-)
B.随pH增大,数值先减小后增大
C.25 ℃时,碳酸的第一步电离常数Ka1=10-6
D.溶液呈中性时:c(HCO)>c(Cl-)>c(CO)
解析 由图解可知,b点时pH>10,且c(CO)=c(HCO),即少量的盐酸与碳酸钠反应,则溶液的溶质为NaCl、Na2CO3与Na HCO3,根据电荷守恒可得:c(Na+)+c(H+)=2c(CO)+c(HCO)+c(OH-)+c(Cl-),或者c(Na+)+c(H+)=3c(CO)+c(OH-)+c(Cl-),选项A错误;由图像知,从pH>8开始,c(CO)逐渐增大,c(HCO)逐渐减小,所以数值增大,选项B错误;由a点可知,当pH=6时,即c(H+)=10-6mol/L,c(H2CO3)=c(HCO)=0.02 mol/L,碳酸的第一步电离方程式为H2CO3??H++HCO,则Ka1===10-6mol/L,选项C正确;当溶液呈中性时,发生的反应为①Na2CO3+HCl===NaCl+NaHCO3和②NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O,在反应①中,生成的NaCl和NaHCO3浓度相等,在反应②中,生成的NaHCO3又消耗一部分,所以c(NaCl)>c(NaHCO3),即c(Cl-)>c(HCO),选项D错误。
11.(1)①室温下,在0.5 mol/L纯碱溶液中加入少量水,由水电离出的c(H+)×c(OH-)!!!__变小__###。(填“变大”“变小”或“不变”)
②已知Ksp(Ag2CrO4)=1.0×10-12,向0.2 mol/L的AgNO3溶液中加入等体积的0.00008 mol/L K2CrO4溶液,则溶液中的c(CrO)=!!!__1.0×10-10mol/L__###。
③室温下,0.1 mol/L NaHCO3溶液的pH值!!!__<__###0.1 mol/L Na2SO3溶液的pH值(填“>”“<”或“=”)已知:
H2CO3
K1=4.3×10-7
K2=5.6×10-11
H2SO3
K1=1.54×10-2
K2=1.02×10-7
(2)工业上常用氨水吸收含碳燃料燃烧中产生的温室气体CO2,其产物之一是NH4HCO3。已知常温下碳酸的电离常数K1=4.4×10-7、K2=4.7×10-11,NH3·H2O的电离常数K=1.8×10-5,则所得到的NH4HCO3溶液中c(NH) !!!__>__###c(HCO)(填“>”“<”“=”)。
(3)常温下,向20.0 mL c mol/L的氨水中滴加20 mL 0.2 mol/L HNO3溶液后,恰好使溶液显中性(设混合溶液总体积为两溶液体积之和)。计算常温下NH3·H2O??NH+OH-的电离平衡常数K(NH3·H2O)=!!! ###(用含c的式子表示)。
(4)含有[CuCl2]-的溶液中存在如下两个平衡:[CuCl2]-(aq)??[CuCl](s)+Cl-(aq) K=2.32;
CuCl(s)??Cu+(aq)+Cl-(aq) Ksp=1.20×10-6,当[CuCl2]-完全转化为CuCl时{c([CuCl2]-)≤1×10-5 mol·L-1时可认为反应完全},溶液中Cu+浓度的最小值为__5.17×10-2mol/L__ (结果保留两位有效数字)。
解析 (1)①Na2CO3溶液属于强碱弱酸盐,溶液中OH-全部来自水电离,水电离的c(H+)=c(OH-),向纯碱溶液中加入少量水,促进CO的水解,水解产生OH-物质的量增大,由于溶液体积增大,c(OH-)减小,则由水电离出的c(H+)×c(OH-)变小。②n(AgNO3)=0.2 V,n(K2CrO4)=0.000 08 V,AgNO3溶液与K2CrO4溶液等体积混合发生反应2Ag++CrO=Ag2CrO4↓,反应后n(Ag+)过量=0.2 V-2×0.000 08 V=0.199 84 V,c(Ag+)过量==0.099 92 mol/L,溶液中c(CrO)=Ksp(Ag2CrO4)÷c2(Ag+)=1×10-12÷0.099 922=1.0×10-10mol/L。③HCO的水解平衡为:HCO+H2O??H2CO3+OH-,HCO的水解平衡常数Kh=====2.3×10-8>5.6×10-11,HCO的水解程度大于HCO的电离程度,NaHCO3溶液呈碱性;H2CO3的K1>H2SO3的K2,HCO的水解能力<SO的水解能力,0.1 mol/L NaHCO3溶液的pH值<0.1 mol/LNa2SO3溶液的pH值。(2)已知常温下碳酸的电离常数K1=4.4×10-7、K2=4.7×10-11,则水解常数Kh(HCO)===2.3×10-8>K2,所以,HCO的水解程度远远大于其电离程度,其电离可以忽略不计。NH3·H2O的电离常数K=1.8×10-5,则Kh(NH)===5.6×10-10,所以,NH的水解程度小于HCO的水解程序,则所得到的NH4HCO3溶液中c(NH)>c(HCO)。(3)常温下,20.0 mL c mol/L的氨水与20 mL 0.2 mol/L HNO3溶液反应后恰好使溶液呈中性,即c(H+)=c(OH-)=1.0×10 -7mol/L,由电荷守恒可得,混合溶液中c(NO)=c(NH)=0.1 mol/L,溶液中c(NH3·H2O)=mol/L,所以常温下NH3·H2O??NH+OH-的电离平衡常数K(NH3·H2O)=== mol/L。(4)K=,Ksp=c(Cl-)×c(Cu+),故c(Cu+)=,代入数据可得答案。
12.(1)某地市场上销售的一种食用精制盐包装袋上有如下部分说明:
产品等级
一级
配料
食盐、碘酸钾、抗结剂
碘含量(以I计)
20~50 mg·kg-1
已知:IO+5I-+6H+===3I2+3H2O,I2+2S2O===2I-+S4O。
某学生拟测定食用精制盐的碘(KIO3)含量,其步骤为
a.准确称取W g食盐,加适量蒸馏水使其完全溶解;
b.用稀硫酸酸化所得溶液,加入足量KI溶液,使KIO3与KI反应完全;
c.以淀粉为指示剂,逐滴加入物质的量浓度为2.0×10-3mol·L-1的Na2S2O3溶液10.0 mL,恰好反应完全。
①判断c中恰好完全反应所依据的现象是__滴最后一滴溶液,溶液由蓝色恰好变为无色,且半分钟内不变色__。
②b中反应所产生的I2的物质的量是__1.0×10-5__ mol。
③根据以上实验和包装说明,算得所测食用精制盐的碘含量是(以含W的代数式表示) mg·kg-1。
(2)利用间接酸碱滴定法可测定Ba2+的含量,实验分两步进行。已知:2CrO+2H+===Cr2O+H2O,Ba2++CrO===BaCrO4↓
步骤Ⅰ:移取x mL一定浓度的Na2CrO4溶液于锥形瓶中,加入酸碱指示剂,用b mol·L-1盐酸标准液滴定至终点,测得滴加盐酸体积为V0 mL。
步骤Ⅱ:移取y mL BaCl2溶液于锥形瓶中,加入x mL与步骤Ⅰ相同浓度的Na2CrO4溶液,待Ba2+完全沉淀后,再加入酸碱指示剂,用b mol·L-1盐酸标准液滴定至终点,测得滴加盐酸的体积为V1 mL。
滴加盐酸标准液时应用酸式滴定管,“0”刻度位于滴定管的__上方__ (填“上方”或“下方”)。BaCl2溶液的浓度为 mol·L-1,若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅出,Ba2+浓度测量值将__偏大_ (填“偏大”或“偏小”)。
解析 (1)碘的淀粉溶液显蓝色,碘与Na2S2O3溶液恰好反应完全时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不变色。计算的关系式为KIO3~3I2~6S2O。n(I2)=n(S2O)=×2.0×10-3mol·L-1×10.0×10-3L=1.0×10-5mol,n(KIO3)=n(I2),食用精制盐的碘含量=≈ mg·kg-1。(2)酸式滴定管“0”刻度位于滴定管的上方。由题意可得关系式BaCl2~CrO~H+,则有c(BaCl2)×y×10-3L=b mol·L-1×(V0-V1)×10-3L,解得c(BaCl2)= mol·L-1。若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅出,则V1变小,Ba2+浓度测量值将偏大。